控制器:Heartbeat of Production
这是专注于工业控制器功能的两部分系列文章的第一部分。第二部分将刊登在2002年2月的《控制工程》上。大部分控制器能力信息来自于邀请控制器供应商完成的在线问卷调查。整个控制器能力矩阵位于www。
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这是专注于工业控制器功能的两部分系列文章的第一部分。第二部分将刊登在2002年2月的《控制工程》上。大部分控制器能力信息来自于邀请控制器供应商完成的在线问卷调查。整个控制器能力矩阵位于www.globalelove.com．
当微处理器进入工业控制器时，需要一种朗朗上口的方式来描述这项新技术，术语可编程逻辑控制器(PLC)诞生了。
几年后，霍尼韦尔在几个工业控制器和操作终端中安装了一堆微处理器，通过网络将所有设备连接起来，创建了第一个分布式控制系统(DCS)。PLC与DCS的争论几乎立即展开。
演讲、圆桌会议、文章和分析为而且反对plc和DCS已经稳定发展了30多年。关于这些争论的一个有趣的事情是，术语PLC指的是控制器，而DCS指的是一个包括控制器、工程软件、操作界面和连接网络的系统。有些人一直不理解这样的辩论是如何提供苹果对苹果(控制器对控制器)的比较的，但基本原理并不总是渗透到这些辩论中，此外，任何时候这样的辩论都能保证良好的出席率。
尽管工业控制器供应商承诺无麻烦和即插即用，但仍在继续投入大量资源，以确保连接到同一控制器时，多种现场总线技术和谐共存。
(图片由艾默生过程管理提供)
与此同时，微处理器技术、内存和软件允许工业控制器供应商继续推出不断增强的控制器功能，大约在1995年出现了一个新的营销信息，“PLC和DCS已经死了，未来是混合系统。”
现在是21世纪，包括基于微处理器的数字工业控制器在内的技术已经发展到不应该根据过时的词汇进行选择的地步。
越来越多的供应商做到或能够包括
数字工业控制器产品中的先进控制技术。
了解哪些是可用的
控制工程编辑们已经研究并撰写了数百篇关于“开放式”工业控制系统的文章;除了人机界面平台、网络技术和工程工具集之外，每个控制和自动化项目的核心都是当今的数字工业控制器。
84个数字工业控制器品牌的35个制造商提供了以下类别的控制器性能信息。
公司及总控人信息，如品牌名称、介绍年份等;
控制器最适合和/或设计的主要应用(即批处理、机器人、视觉等);
控制器的外形因素(即DIN导轨，单机);
可用的控制器操作系统;
I/O子系统接口功能和支持的协议;
嵌入式或基于控制器的功能(即PID, C/ c++支持，S88感知);而且
控制器网络连通性。
数字工业控制器提供了明显更多的功能和优势，超过他们的PLC和DCS的父母。“即使有人坚持使用某个特定供应商的产品，最终用户也应该明智地调查当前产品功能的细微差别，而不是简单地套用之前的知识。
为了帮助确保为特定应用选择最适合的工业控制器:
摆脱传统工业控制器范式;
确定具体的控制和应用要求;而且
请选择最符合应用要求的工业控制器。
花时间定义控制和应用程序需求，然后根据不同供应商的控制器功能匹配这些需求，可以降低项目风险，并可能揭示您甚至不知道自己需要或想要的功能和好处。
尽管有更多可视化编程语言的优势，比如
流程图、顺序功能图、功能块、
梯形逻辑编程继续占据主导地位
industrial-controller-programming环境。
打破范式
在过去，PLC和DCS控制器的性能和功能有很大的不同，因此有必要进行一些激烈的圆桌讨论和白皮书;但是，当今工业控制器之间的差异更加微妙，在许多情况下，甚至不存在。可以理解的是，一些供应商希望他们的控制器适用于任何和所有应用，但期望相同的控制器真正擅长于机器人和连续过程控制，或批处理和运动控制是不合理的。
以艾默生过程管理公司(Emerson Process Management)为例。罗克韦尔自动化公司(Rockwell Automation) DeltaVSLC-500和GE Fanuc (Charlottesville, Va.)的90-30系列控制器。使用过去的原型，DeltaV将被定位为DCS, SLC-500和90-30系列将被定位为plc。
DeltaV是围绕FOUNDATION现场总线设计的，这是一种最初专注于监管过程应用的技术，每个人都知道过程控制应用是由DCS主导的，因此DeltaV由于其现场总线关联而属于DCS的小圈子。(注:现场总线基金会(Austin, Tex.)最近宣布了使基金会现场总线更“离散”传感器友好的计划。)
但是Rockwell Automation和GE Fanuc控制器也连接到FOUNDATION现场总线，所有三个控制器都连接到Profibus DP和PA, AS-i和Modbus;因此，基于现场总线连接关联，所有三个控制器都属于同一个小槽。
或者考虑一下过去关于允许对用户应用软件进行“在线”更改的利弊的争论。在过去，允许在线更改的控制供应商尽最大努力确保在线更改是发布的每个最终用户规范的一部分。那些不允许在线更改的控制供应商提出了很好的理由，为什么这样做是件坏事。
今天，73%的控制器在控制工程的S矩阵支持在线更改用户应用软件。供应商的这种改变是工业控制系统工程工具的结果，这些工具以避免重新编译整个应用程序的方式管理应用程序软件。将更改限制在仅受影响的元素上，可以显著降低由于一些应用程序软件更改而无意中关闭生产的风险。
那么，允许在线更改是好事还是坏事呢?供应商决定让每个最终用户回答这个问题。
管理客户满意度意味着理解和沟通使用不同现场总线协议的不同供应商产品在连接到公共控制器时的表现。在这张照片中，DeltaV控制器的性能正在与Profibus- DP和基金会现场总线段进行测试。西门子6SE32和Control Techniques变速驱动器共享一个Profibus-DP现场总线段，罗斯蒙特变送器在一个基金会现场总线段。(图片由艾默生过程管理提供)
确定需求
在描述PLC如何取代DCS的文章中出现了一个例子，说明PLC和DCS的地盘之争仍然存在。
当然，2001型号的PLC可以取代1980型号的DCS!
工业控制供应商已经有20年没有无所事事了;他们一直在改变和改进技术平台，增加内存和功能，并进行开发和实现事实上的以太网、IEC 61131、Modbus和OPC等标准。
在研究当今工业控制器的功能及其实现方式时，有两个属性跳出来，以平衡工业控制器的竞争环境，并有助于打破陈旧的思维模式。
首先，最终用户和供应商越来越意识到，开发、使用和重用预定义的、预先测试的模块可以在更短的时间内提供更健壮的实现。模块的重用还使实现的解决方案在应用程序的生命周期内更容易维护。
在过去，供应商倾向于设计和销售通用工业控制器，现在仍然有很多，但越来越多的“利基”控制器出现在市场上。在某些情况下，小众控制器实际上是一种通用控制器，具有适合小众应用的I/O子系统和软件。
在其他情况下，发那科机器人公司(Fanuc Robotics，密歇根州罗切斯特山)、三菱电机(Mitsubishi Electric，伊利诺伊州弗农山)和工业指数公司(Industrial Indexing，纽约州潘菲尔德)等公司专门为需要精确运动和机器人控制的利基应用设计和销售工业控制器。除了支持多种编程语言外，三菱的控制器还包括预定义的、预先测试的运动控制模块，Industrial Indexing为工业缝纫应用提供解决方案。
其他供应商提供专门为批量、连续或离散过程、计算机数控、楼宇自动化以及电梯和码头控制设计的控制器。在每种情况下，控制器都被设计为固有地包含特定于应用程序的功能。
第二个原因是数字工业控制器的广泛接受和不断增加的使用事实上的COM/DCOM、以太网、C/ c++、IEC 61131、OPC等标准和技术。(最初OPC代表“过程控制的OLE”，但正迅速转变为“生产控制的OLE”。“看,CE， 01年1月，“OPC集成工厂车间”)。
标准和技术的使用增加减少了跨供应商实现问题，并允许跨不同供应商的控制器部署“最佳”应用程序。例如，61%的控制器CE”s矩阵包括“填空”PID(比例，积分，导数)调节控制能力，52%提供自动调优循环的能力。
控制供应商是否投资创建PID和循环整定能力?
有些人做到了，但不是全部!
在循环调优的情况下，许多供应商已经选择嵌入一个OEM版本的ControlSoft (Cleveland, O.)将软件调到他们的控制器产品中。
类似地，RTP (Pompano Beach, Fla.)最近在RTP 2000和2200控制系统中嵌入了CyboSoft (Rancho Cordova, Calif.)的无模型自适应控制，而施耐德电气(North Andover, Mass.)嵌入了Starling Associates (Norman, Okla.)在Modicon Compact和Micro控制器中AGA3兼容的气体流量功能块。
以免有人认为过程控制器占主导地位CE”s的控制器能力矩阵，考虑到列出的65%的控制器包括梯形逻辑编程，当然，每个人都知道梯形逻辑编程只出现在plc中还是?
关键是，今天的数字工业控制器在共享软件、相互通信以及成功跨越“非传统”应用方面比以往任何时候都更加开放。软件开放性允许控制供应商(如罗克韦尔自动化)在Logix系列产品中共享相同的“引擎”，同时仍然使用不同的I/O系统、内存分配和软件模块提供独特的解决方案。
这是一个新的世纪，明智的终端用户将花更多的时间定义控制需求，而很少或根本不会花时间争论是应用“PLC还是DCS”。“传统的‘确定性’已经不存在了。”
选择控制器
如果每个工业控制供应商都确定了他们的控制器产品设计和适合的行业和应用，那不是很好吗?如果他们都使用相同的标准来做出这些声明，这不是很好吗?
对不起，工业控制是一个竞争激烈的市场，供应商越来越难以将自己与竞争对手区分开来;因此，在工业控制器达到收缩包装，在沃尔玛阶段购买它们之前，最终用户必须学习并重新学习可用的产品。
最终用户学习辅助工具包括控制工程的网站(www.globalelove.com)，在那里，员工撰写的文章、研究报告和产品报告都配有广泛的搜索功能。
与本文一起开发的控制器能力矩阵包含来自35个供应商的85个控制器的90列信息，可以根据信息的使用方式帮助缩小或扩大选择过程。
在矩阵中，31个控制器被列为适合和/或设计用于批处理过程，但只有14个控制器是使用ANSI/ISA S88标准定义的“批处理感知”。
诚然，在不使用任何ANSI/ISA S88模型和方法的情况下成功实现批处理解决方案是有可能的，部分不愿接受甚至了解S88的原因是它与制药和食品和饮料行业的联系。然而，S88实际上是关于创建可重用的控制模块，由食谱监督，以实现灵活的自动化解决方案。
这难道不是大多数行业领域的大多数生产设施都在努力实现的目标吗?
在更好的产品出现之前，每个行业领域的每个终端用户和每个控制器供应商都可以通过学习和应用S88的方法来改进灵活自动化解决方案的实现。
操作系统争议一直是过去几年的热门话题，但专有操作系统仍然主导着(67%)供应商的数字工业控制器。只有20%的供应商提供微软NT/2000(包括实时扩展和不包括实时扩展)作为他们的控制器操作系统，部分原因是供应商提供基于pc的控制器。
另一方面，如果Microsoft DOS或CE、Linux、QNX、VX Works或Unix是您选择的工业控制器操作系统，那么选择就很少了。
毫无疑问，2001年的数字工业控制器可以轻松取代1980年的控制器。自70年代和80年代以来，技术、标准和供应商已经为控制器带来了很大的发展，他们在降低初始成本的同时，更重要的是，降低了生命周期成本。现在剩下的就是让终端用户利用增强的控制器功能。
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